【正文】 1516T/kNd/mm3630383036303830（穩(wěn)定性驗算）[8]本計算采用中國鐵道科學(xué)研究院方法驗算其穩(wěn)定性，并求出各層拉桿的臨界長度。計算時，不需要計算墻面土壓力和拉桿拉力，按選定尺寸，根據(jù)計算公式計算出安全系數(shù)Ks（Ks≥1）。驗算時，首先假定拉桿長度為某一值，按公式計算Ks，如果不滿足要求，調(diào)整L長度后重新計算，知道達到要求為止。 破壞面形式安全系數(shù)Ks計算公式為：Ks=tan（φα）tan（45176。φ2）2?L(H+h)h(h+2h0)其中取h0=0，α=tan1（H+hh2），φ=30176。，要求Ks≥。經(jīng)過反復(fù)試算，求得L1=3m，驗算第一層拉桿的安全系數(shù)，要求Ks≥1。有前面計算可知H1=3m，h1=，φ=30176。，h0=0，那么α=tan1（H+hh2）=tan1（3+）=176。Ks=tan（30176。176。）tan（45176。30176。2）2?3(3+)(+20)=1滿足設(shè)計要求。用同樣方法計算出各桿長度。 拉桿長度計算表拉桿號12345678H/m357811131516h/mKaL/m34546776拉桿號910111213141516H/m1921232427293132h/mKaL/m99109111112116 路面設(shè)計 路面設(shè)計原則（1）路面設(shè)計應(yīng)根據(jù)使用要求及氣候、水文、地質(zhì)等自然條件密切結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶒?，進行路基路面綜合設(shè)計。 （2）路面設(shè)計在滿足交通量和使用要求的前提下，應(yīng)遵循因地制宜、合理選材、節(jié)約投資的原則，進行路面設(shè)計方案的技術(shù)、經(jīng)濟比較，選擇在技術(shù)上先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、利于機械化施工的路面結(jié)構(gòu)方案。 （3）結(jié)合當(dāng)?shù)氐臈l件，積極推廣成熟的科研成果，對行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)應(yīng)在路面設(shè)計方案中積極采用，但要根據(jù)實際情況慎重采用。 （4）設(shè)計方案應(yīng)注意環(huán)境保護與施工人員的安全。為了更好的保證高等級路面施工的質(zhì)量，應(yīng)首先考慮采用機械化施工，宜大規(guī)模的采用機械化施工，保證施工的質(zhì)量。 路面類型的選定 路面結(jié)構(gòu)組成路面結(jié)構(gòu)由面層、基層、墊層組成。 路面結(jié)構(gòu)層次劃分示意圖 路面類型選定通常可將路面面層分為瀝青混凝土、水泥混凝土、砂石路面和瀝青貫入表面處理四個類型。路面結(jié)構(gòu)層所選材料應(yīng)滿足強度、穩(wěn)定性和耐久性的要求。同時路面墊層材料已采用水穩(wěn)定性好的粗粒料或各種穩(wěn)定類粒料。 已知行車量為2500輛/晝夜，設(shè)計年限為10年。柔性路面（如瀝青路面）和剛性路面（如混凝土路面）。表 面層類型比選項目瀝青混凝土路面水泥混凝土路面項目瀝青混凝土路面水泥混凝土路面機械化施工容易困難溫度穩(wěn)定性差稍好投資少多耐久性好較高裂縫少多強度高較高接縫無有穩(wěn)定性高高晴天反光現(xiàn)象無有透水性好稍差噪音稍小偏大養(yǎng)護維修容易困難綜上所述，本次設(shè)計選用瀝青路面。 設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計 路面設(shè)計標準[9]設(shè)計時將不同車型組合而成的混合交通量換算成統(tǒng)一軸載，采用雙輪組單后軸100kN（BZZ100）為標準軸載。當(dāng)軸載＞25kN和軸載＜130kN的各級軸載均應(yīng)換算成標準軸載，按照等效原則，將不通車型、不同軸載的作用次數(shù)換算為標準軸載100kN相當(dāng)軸載的作用次數(shù)。 標準軸載計算參數(shù)[9]標準軸載BZZ100標準軸載BZZ100標準軸載P（KN）100單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d（cm）輪胎接地壓強P(MPa)兩輪中心距（cm）（1）標準軸載換算以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標時，各級軸載均應(yīng)按如下公式換算成標準軸載P的當(dāng)量軸次N。N=i=式中：C239?！粨Q算車型的輪組系數(shù)，，；其他系數(shù)與前面所述相同。當(dāng)軸間距大于3m時，應(yīng)按單獨的一個軸載計算；軸間距小于3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計算： C1=1+（m1）根據(jù)條件給出交通等級和交通量等條件，選取路面設(shè)計用車型，并計算標準軸載的當(dāng)量軸次N。 路面設(shè)計用汽車參數(shù)[9]車型總重（kN）前軸重（kN）后軸重（kN）后軸數(shù)輪組數(shù)數(shù)量/（輛/d）解放CA34012800東風(fēng)EQ14012700黃河JN15012600齊齊哈爾56012400 。（2） 累計當(dāng)量軸次換算[9]按下式計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次Ne。Ne=1+γt1365γN1η式中：t—設(shè)計年限（年）；η—車道系數(shù)； N1—營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/d）；γ—設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率（%）。公路無分隔帶時，車道窄宜選高值，路面寬宜選低值。本設(shè)計采用雙向兩車道，取η=，γ=%，又已知t=10（年），N1=2500輛/晝夜，那么可以計算：Ne=1+=106 設(shè)計用車型和軸載換算結(jié)果車型軸載Pi(KN)C1C2niN解放CA340前軸8000后軸800東風(fēng)EQ140前軸7000后軸700黃河JN150前軸600后軸600齊齊哈爾560前軸400后軸400合計N=（次）注：對于軸載小于25kN的軸載不換算為當(dāng)標準軸載，在表中不予計算。 車道系數(shù)η車道特征η車道特征η雙向單車道雙向六車道～雙向兩車道～雙向八車道～雙向四車道～ 結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計[9]對于設(shè)計年限為10年的三級公路，路面采用熱拌瀝青碎石混合料、瀝青貫入式；選用半剛性材料基層，上面瀝青層推薦厚度為2～4cm；墊層材料選用粗砂和礫沙料。具體路面結(jié)構(gòu)層組合如下：上面層：3cm熱拌瀝青碎石混合料；下面層：5cm瀝青貫入式；封層：乳化瀝青封層（不計厚度）；基層：25cm碎石灰土；墊層：石灰土。 設(shè)計參數(shù)材料名稱h（cm）抗壓模量E(MPa)劈裂強度σsp（MPa）備注熱拌瀝青碎石混合料3800面層瀝青貫入式5600面層碎石灰土25750基層石灰土30300墊層沙礫、碎石180土基注：瀝青碎石混合料不驗算層底拉應(yīng)力。 土基回彈模量確定土基的強度可用若干指標來表達，我國是以路表設(shè)計彎沉值作為路面整體強度的設(shè)計控制指標。由三層體系理論分析可知，影響路表彎沉的主要因素是路基的強度，70％～95％的彎沉取決于路基。因此采用土基回彈模量E0來表示土基的強度。土基回彈模量參考值取E0=180MPa。 設(shè)計沉彎值和層底容許彎拉應(yīng)力計算 設(shè)計沉彎值計算[9]]設(shè)計指標的確定，對于高速公路，規(guī)范要求以設(shè)計彎沉值人作為設(shè)計指標，并進行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗算。路面設(shè)計彎沉值[9]：Ld=該項公路為三級公路，公路等級系數(shù)Ac=；面層是熱拌瀝青碎石混合料、瀝青貫入式路面，面層類型系數(shù)As=；面層下設(shè)置小于等于15cm級配碎石的半剛性基層，基層類型系數(shù)Ab=；Ne=106，則：Ld=600=() 各層材料的容許層底拉應(yīng)力由《瀝規(guī)》[9]可知，對于瀝青碎石混合料不驗算層底拉應(yīng)力。對于無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料，其抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)可按下式確定：Ks=式中：Bs—。容許拉應(yīng)力值可按下式確定：σR=σspKs其中：σsp—結(jié)構(gòu)層材料的劈裂強度（MPa）。（1）碎石灰土基層容許彎拉應(yīng)力：Ks=247。1=σR==（2）石灰土墊層容許彎拉應(yīng)力：Ks=247。1=σR== 路面彎沉值和層底拉應(yīng)力驗算 三層體系等效換算法 （1）彎沉等效換算 多層體系彎沉等效換算圖示采用三層體系為計算體系，得到中層厚度的換算公式：H=h2+k= （2）彎拉應(yīng)力等效換算 多層體系計算中層彎拉應(yīng)力換算示意圖采用三層體系計算多層路面的結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力時，用一下公式換算：①計算上層地面彎拉應(yīng)力的換算方法h=k=1ihk4EkEiH=k=i++1②計算中層地面彎拉應(yīng)力h=k=1n2hk4EkEn2 路面彎沉值計算[10]根據(jù)多層彈性理論，假設(shè)層間接觸條件為完全連續(xù)體系，在雙圓均布荷載作用下，計算輪隙中心處實測路面彎沉值Ls。（1）三層連續(xù)體系中層厚度換算。H2=h2+k==5+25+30=（2）按彎沉值簡化公式計算。由彈性力學(xué)方法可求出輪隙中心彎沉值，公式簡化后可按下述方法計算。h1===h2===x=1++=1++=lnω=++180800++11++800600+800600=那么理論彎沉系數(shù)ω=，理論彎沉值：Ls=2pδE0ω=2=由前面的計算結(jié)果可知設(shè)計彎沉值為Ld=，即有LsLd，滿足驗算要求。（3）查圖法[10]按雙圓荷載計算，可求得：δ=；H1δ==；H2δ==；E2E1=600800=；E0E2=180600=。由H1δ、E2E1查圖得α=；由H1δ、E0E2查圖得K1=；由H1δ、E0E2和H2δ查圖得K2=，則可求：αL=αK1K2==彎沉值為：Ls=2pδE0αL=2=即有LsLd，滿足驗算要求。兩種方法計算結(jié)果都滿足驗算要求，沉彎值取較大值Ls=（）。 碎石灰土層彎拉應(yīng)力驗算[10] 多層體系計算中層彎拉應(yīng)力換算示意圖（1）中層彎拉應(yīng)力換算H1=k=1ihk4EkEi=34800750+54600750=H2=k=i++1=25+30=（2）中層拉應(yīng)力按簡化公式計算中層拉應(yīng)力計算可按下式計算：x1=+600=x2==x3=+=x4=ln750600=x5=180750+=x6=ln180750=lnσ2=++++++=σ2=那么可求彎拉應(yīng)力為σ2=pσ2==σR=，滿足要求。 （3）查圖法[10]可求δ=，H1δ==，H2δ==，E2E1=750600=，E0E2=180750=。查表得：σ=、n1=、n2=又知p=，則可求彎拉應(yīng)力為：σ2=pσn1n2==σR=，滿足要求。兩種方法計算結(jié)果都滿足驗算要求，拉應(yīng)力取較大值σ2=。 石灰土層彎拉應(yīng)力驗算[10] 多層體系計算中層彎拉應(yīng)力換算示意圖（1）中層彎拉應(yīng)力換算H1=k=1n2hk4EkEn2=25+54600750+34800750=（2）中層拉應(yīng)力按簡化公式計算中層拉應(yīng)力計算可按下式計算：x1=+3030010750=x2==x3=+=x4=ln300750=x5=180300+=x6=ln180300=lnσ2=+++++=σ2=那么可求彎拉應(yīng)力為σ2=pσ2==σR=，滿足要求。（3）查圖法[10]可求得δ=，H1δ==，H2δ==，E2E1=300750=，E0E2=180300=。查表得：σ=、n1=、n2=又知p=，則可求彎拉應(yīng)力為：σ2=pσn1n2==σR=，滿足要求。 兩種方法計算結(jié)果都滿足驗算要求，拉應(yīng)力取較大值σ2=。由于該地區(qū)地質(zhì)論證報告匯總沒有道路凍深資料，防凍厚度驗算。 綜合結(jié)論通過路基組成選擇，通過簡化公式法和查圖法，（），，都滿足設(shè)計要求。附件：道路平面圖； 縱斷面圖； 橫斷面圖； 擋土墻結(jié)構(gòu)圖。參考文獻[1]、《巴東縣新址地質(zhì)論證報告》 水利部長江水利委員會[2]、《道路工程》 于書翰 主編 武漢理工大學(xué)出版社[3]、《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTJ01197）[4]、《公路工程技術(shù)標準》（JTG B012003）[5]、《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTJ05193）[6]、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》 趙明華 主編 武漢理工大學(xué)出版社[7]、《公路路基設(shè)計與施工》 高建立、尹如軍 主編 黃河水利出版社[8]、《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB100252001）[9]、《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范JTJ》（014—97）[10]、《路基路面工程》 越強、單景松 主編 機械工業(yè)出版社[11]、《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ03493）[12]、《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTJ05299）[13]、《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTGD3004）60